[發明專利]一種提高不溶性硫磺生產過程中淬冷效果的生產裝置及其生產系統

有效

• 申請號: 201811359660.3
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109336061B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 張向輝;孟兵兵;商寶光;許勝軍
• 申請（專利權）人: 東營市海科瑞林化工有限公司;山東海科化工集團有限公司;山東億維新材料有限責任公司
• 主分類號: C01B17/12
• 分類號: C01B17/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種不溶性硫磺的生產裝置，包括反應器；所述反應器上部設置有氣體硫磺進料口和急冷液進料口；所述反應器內設置有文丘里管混合反應器；所述文丘里管混合反應器的第一進料口與所述急冷液進料口相連接；所述文丘里管混合反應器的第二進料口與所述氣體硫磺進料口相連接。本發明在生產不溶性硫磺的反應器內設置文丘里管混合反應器，實現了急冷液與氣體硫磺的高效混合，達到了瞬間降低氣化硫磺溫度的目的，有效的減少了不溶性硫磺解聚反應的發生，大大提高了最終產品的轉化率和熱穩定性。本發明，增加了急冷強度與急冷效果，提高了不溶性硫磺轉化率及穩定性，而且設備和工藝簡單，適合工業化大生產的推廣和應用。

技術領域

本發明屬于IS生產制備技術領域，涉及一種不溶性硫磺的生產裝置及生產系統，尤其涉及一種提高不溶性硫磺生產過程中淬冷效果的生產裝置及其生產系統。

背景技術

不溶性硫磺(Insoluble Sulfur)，簡稱IS，分子式：Su，是一種無毒、可燃的黃色粉末，因其不溶于二硫化碳而得名。IS是將硫黃粉加熱至沸騰(444.6℃)，傾于冷水或溶劑中急冷而得的透明、無定形鏈狀結構的彈性硫黃，亦可將過熱硫黃蒸氣用惰性氣體稀釋，噴在冷水霧中冷卻至90℃以下制得，或將硫黃塊溶于氨中立即噴霧干燥獲得。因大部分(65％～95％)不溶于二硫化碳，故稱不溶性硫黃，分子鏈上的硫原子數高達108以上，有高聚物的粘彈性和分子量分布，因此也稱彈性硫或聚合硫，屬于無機高分子化工原料。

由于IS具有不溶于橡膠的特點，因此在膠料中不易產生早期硫化和噴硫現象，所以作為橡膠工業的高級促進劑和硫化交聯劑使用，具有不噴霜、提高多層橡膠制品各層間的粘合強度、有效減少膠料存放時焦燒現象等優點；而且無損于膠料的黏著性，從而可剔除涂漿工藝，節省汽油，清潔環境，在硫化溫度下，不溶性硫黃轉變為通常的硫黃以發揮它對橡膠的硫化作用。因而，在輪胎生產中，一般用于特別重要的制品，如在汽車全鋼絲子午輪胎的生產中，是必不可少的重要原料。

不溶性硫磺的生產工藝主要分為水(濕)法和溶劑法(干法)，通常濕法以水為淬火劑的方法，該方法生產的產品分散性差，熱穩定性尤其是高熱穩定性滿足不了子午線輪胎對高熱穩定性不溶性硫磺的要求，而且生產過程廢水量大，環保問題突出，所以，溶劑法得到了業內的廣泛重視。現階段溶劑法生產不溶性硫磺工藝主要為：硫磺加溫氣化、急冷生產不溶性硫磺，后續進行不溶性硫磺的熟化、萃取、分離、干燥等工序。在機理上，急冷過程中氣化硫磺由S8環開環，聚合，形成不溶性硫磺，因其原料硫磺的開環聚合與不溶性硫磺的解聚成環存在一定的平衡。如若緩慢降低溫度，則不溶性硫磺將發生解聚，最后得到的不溶性硫磺只有1～2％左右。通過加入急冷劑，在最短時間內，凍結反應，以降低不溶性硫磺的解聚。由此可見不溶性硫磺的轉化率及其穩定性在其急冷環節尤其重要。通常氣體硫磺與急冷液在反應器內混合接觸急冷后，在其反應器內生成大顆粒的彈性體(200μm以上)。而不溶性硫磺生產工藝單元涵蓋液體硫磺加熱(氣化)后進行急冷，生產不溶性硫磺工序。急冷是將加溫后的氣體硫磺進行急速冷卻，使之迅速冷卻，凍結化學反應，把得到的不溶性硫磺與可溶硫迅速固定在急冷液中。

因此，急冷效果的好壞，將直接影響不溶性硫磺的產率及其品質，如何找一種更為合適的不溶性硫磺的生產工藝和裝置，提高急冷效果，解決現階段不溶性硫磺生產上存在的問題，已成為業內諸多研發型生產廠商亟待解決的問題之一。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供了一種不溶性硫磺的生產裝置及生產系統，尤其是一種提高不溶性硫磺生產過程中淬冷效果的生產裝置，本發明提供的生產裝置和方法，能夠，增加急冷強度與急冷效果，達到提高不溶性硫磺轉化率及穩定性的目的，而且設備和工藝簡單，適合工業化大生產的推廣和應用。

本發明提供了一種不溶性硫磺的生產裝置，包括反應器；

所述反應器上部設置有氣體硫磺進料口和急冷液進料口；

所述反應器內設置有文丘里管混合反應器；

所述文丘里管混合反應器的第一進料口與所述急冷液進料口相連接；